(57)【要約】      （修正有）【課題】弁体の閉鎖時におけるモータへの摩擦力の増大を防止して、モータの発熱に伴うプロセスへの悪影響を回避し、ランプ制御が可能となる電動流量調節弁を提供する。【解決手段】電動式駆動機構６０は作動軸７０を軸回転させる伝達部６１を有し、作動軸７０は伝達部６１に軸方向に摺動可能に係合する摺動係合部７２が形成されて貫通保持される軸本体７１と、軸本体７１の先端側に設けられて弁体保持軸部５０の螺着部５５と螺着するねじ部７５とを有し、弁体４０の後退時又は停止時には、ねじ部７５の一方向の軸回転によりばね部材５２の付勢力に抗して弁体保持軸部５０を後退又は停止させて、弁体４０の前進時には、ねじ部の他方向の軸回転により弁体保持軸部５０をばね部材５２の付勢力とともに前進させて、弁体４０が弁座２５を閉鎖した時には、ねじ部７５がさらに他方向に軸回転されることにより作動軸７０が後退するように構成される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電動式駆動機構により作動する作動軸によってハウジング前部の弁室内にダイアフラムと一体に配置された弁体を弁座に対して進退させて前記弁座との開度を調節する流量調節弁において、
前記電動式駆動機構は、モータの駆動により前記作動軸を軸回転させる伝達部を有し、
前記作動軸は、前記電動式駆動機構の前記伝達部に軸方向に摺動可能に係合する摺動係合部が形成されて貫通保持される軸本体と、前記軸本体の先端側に設けられたねじ部とを有し、前記電動式駆動機構の前記伝達部により前記摺動係合部を介して前記軸本体とともに前記ねじ部が軸回転するように構成され、
前記弁体は前記弁室後部の保持チャンバーに周方向に回転不能に同軸的に嵌挿された弁体保持軸部に連結保持されており、
前記弁体保持軸部はその後部に前記作動軸の前記ねじ部と螺着する螺着部を有し、前記軸本体の回転に伴う前記ねじ部の回動により進退動するとともに、ばね部材により常時弁室側に付勢されていて、
前記弁体の後退時又は停止時には、前記作動軸の前記ねじ部の一方向の軸回転により前記ばね部材の付勢力に抗して前記弁体保持軸部を後退又は停止させて、前記弁体を前記弁座から離隔させ、
前記弁体の前進時には、前記作動軸の前記ねじ部の他方向の軸回転により前記ばね部材の付勢力とともに前記弁体保持軸部を前進させて、前記弁体を前記弁座に近接させるとともに、
前記ばね部材の付勢力によって前記弁体が前記弁座を閉鎖した時には、前記作動軸の前記ねじ部がさらに他方向に軸回転されることにより前記作動軸が後退するように構成されている
ことを特徴とする電動流量調節弁。
【請求項２】
前記電動式駆動機構の前記伝達部と前記作動軸の前記摺動係合部とがスプライン構造からなる請求項１に記載の電動流量調節弁。
【請求項３】
前記作動軸の前記摺動係合部が前記電動式駆動機構の前記伝達部より軸方向弁室側に長く形成されている請求項２に記載の電動流量調節弁。
【請求項４】
前記電動式駆動機構の後側のハウジング内に、前記電動式駆動機構を貫通した前記作動軸の軸本体後端の進退動を検知するセンサー部が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動流量調節弁。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は電動流量調節弁に関し、特にはステッピングモータ等の電動式駆動機構によって作動される流量調節弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体の製造設備等で使用される流量調節弁として電動式の直動型ステッピングモータによって作動されるニードル弁が知られている（特許文献１参照）。電動式は駆動源として電気を用い電気制御による操作であることから、装置の維持管理の自由度が大きく、遠隔操作やプロセス（処理対象）によって流量変化などが簡単容易に行うことができるメリットがある。
【０００３】
図１１，１２に示す電動式ニードル弁１００は、ハウジング１１１後部に配置された直動型ステッピングモータ１７０の直動軸１６０によって、ハウジング１１１前部の弁室１２０内にダイアフラム１４５と一体に配置された弁体１４０のニードル部１４１を弁座１２５に対して近接離隔して弁座１２５との開度を調節する流量調節弁である。符号１２１は被制御流体の流入部、１２２はその流出部、１４６はダイアフラム１４５を固定するためのダイアフラム固定部材、１４７は通気孔である。
【０００４】
弁室１２０後部には保持チャンバー１３０が設けられていて、ここに弁体１４０と連結された軸体部１５０が、スプライン嵌合構造によって周方向に回転不能に同軸的に進退自在に嵌装されている。この軸体部１５０はその後部で前記直動型ステッピングモータ１７０の直動軸１６０と連結されているとともに、軸体部１５０はばね部材１５２によって常時後方（弁室１２０と反対方向）に付勢されている。したがって、ステッピングモータ１７０の直動軸１６０の前進時には、モータの駆動力によってばね部材１５２の付勢力に抗して軸体部１５０が前進し、軸体部１５０に連結された弁体１４０を弁座１２５方向に近接させる。ステッピングモータ１７０の直動軸１６０の後退時には、ばね部材１５２の付勢力によって軸体部１５０が後退し弁体１４０は後退して弁座１２５から離隔する。
【０００５】
各図において、符号１１５はハウジングの外壁部１１２に形成された放熱溝部、１３５はダイアフラムを透過した腐食性ガスにより金属製のモータや軸部材が腐食しないように必要によりパージされる気体流入ポートであり、１３６は同じくその気体流出ポートである。１５１はばね部材１５２のための軸体部側ばね受け部、１５３はダイアフラム固定部材側のばね受け部である。また、ステッピングモータ１７０に関して、１７１はロータ、１７２は直動軸１６０を進退させるシャフト、１７３はステッピングモータ１７０の配線部である。
【０００６】
上記従来の流量調節弁１００では、ステッピングモータ１７０の駆動によって軸体部１５０を前進させ弁体１４０を弁座１２５方向に近接して弁の開度を調節するのであるが、ばね部材１５２が介装されているので、全閉の場合にはモータ内のロータネジ部に上方向の荷重がかかり摩擦力が増大する。閉鎖時に強く閉まりすぎて弁座を過剰に圧迫すると、これにより、流量調節弁の耐久性やパーティクルの発生等の問題を生ずるおそれがある。
【０００７】
また、閉の状態で軸体部１５０や弁体１４０が熱膨張した場合にも上方向の荷重がかかり摩擦力が増大する。そして、次の動作で弁を開方向に動かす駆動信号（電流）をモータ１７０に供給しても動かない場合がある。いわゆる、ステッピングモータが荷重に負けて動かない「脱調」である。
【０００８】
さらに、従来の電動流量調節弁では弁閉する力はモータの力であり、弁座の全閉シール力を維持するためにはモータの励磁を維持する必要がある。しかし、これには消費電流の問題だけではなく、モータが発熱し条件が悪い場合にはダイアフラムまで伝熱して、被制御流体の温度まで上昇させてしまうという問題を惹起するおそれがある。半導体製造に使用される流体にあっては、その化学反応は流体の流量と時間、温度によって変化するため、モータの発熱はプロセスに悪影響を与える懸念が大きい。
【０００９】
上のような状況から、従来の電動流量調節弁では、弁座の全閉を避けて、原点センサーとステッピングモータへの駆動パルスのカウントにより軸体部の位置を把握して、弁座の全閉の手前で「寸止め」をして使用しているのが現状である。しかしながら、このような寸止めでは、微小流量の制御や流量ゼロからの立ち上げができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実登３１６５０８３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
この考案は、前記の点に鑑みなされたものであり、電動流量調節弁の弁体の閉鎖時におけるモータへの摩擦力の増大を防止して、脱調を防ぎ、消費電流の問題だけではなく、モータの発熱に伴うプロセスへの悪影響を回避し、さらに弁座の全閉の手前で「寸止め」する必要がなく、微小流量の制御や流量ゼロからの立ち上げなどのランプ制御が可能となる新規な電動流量調節弁の構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、請求項１の考案は、電動式駆動機構により作動する作動軸によってハウジング前部の弁室内にダイアフラムと一体に配置された弁体を弁座に対して進退させて前記弁座との開度を調節する流量調節弁において、前記電動式駆動機構は、モータの駆動により前記作動軸を軸回転させる伝達部を有し、前記作動軸は、前記電動式駆動機構の前記伝達部に軸方向に摺動可能に係合する摺動係合部が形成されて貫通保持される軸本体と、前記軸本体の先端側に設けられたねじ部とを有し、前記電動式駆動機構の前記伝達部により前記摺動係合部を介して前記軸本体とともに前記ねじ部が軸回転するように構成され、前記弁体は前記弁室後部の保持チャンバーに周方向に回転不能に同軸的に嵌挿された弁体保持軸部に連結保持されており、前記弁体保持軸部はその後部に前記作動軸の前記ねじ部と螺着する螺着部を有し、前記軸本体の回転に伴う前記ねじ部の回動により進退動するとともに、ばね部材により常時弁室側に付勢されていて、前記弁体の後退時又は停止時には、前記作動軸の前記ねじ部の一方向の軸回転により前記ばね部材の付勢力に抗して前記弁体保持軸部を後退又は停止させて、前記弁体を前記弁座から離隔させ、前記弁体の前進時には、前記作動軸の前記ねじ部の他方向の軸回転により前記ばね部材の付勢力とともに前記弁体保持軸部を前進させて、前記弁体を前記弁座に近接させるとともに、前記ばね部材の付勢力によって前記弁体が前記弁座を閉鎖した時には、前記作動軸の前記ねじ部がさらに他方向に軸回転されることにより前記作動軸が後退するように構成されていることを特徴とする電動流量調節弁に係る。
【００１３】
請求項２の考案は、前記電動式駆動機構の前記伝達部と前記作動軸の前記摺動係合部とがスプライン構造からなる請求項１に記載の電動流量調節弁に係る。
【００１４】
請求項３の考案は、前記作動軸の前記摺動係合部が前記電動式駆動機構の前記伝達部より軸方向弁室側に長く形成されている請求項２に記載の電動流量調節弁に係る。
【００１５】
請求項４の考案は、前記電動式駆動機構の後側のハウジング内に、前記電動式駆動機構を貫通した前記作動軸の軸本体後端の進退動を検知するセンサー部が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動流量調節弁に係る。
【考案の効果】
【００１６】
請求項１の考案に係る電動流量調節弁によると、電動式駆動機構により作動する作動軸によってハウジング前部の弁室内にダイアフラムと一体に配置された弁体を弁座に対して進退させて前記弁座との開度を調節する流量調節弁において、前記電動式駆動機構は、モータの駆動により前記作動軸を軸回転させる伝達部を有し、前記作動軸は、前記電動式駆動機構の前記伝達部に軸方向に摺動可能に係合する摺動係合部が形成されて貫通保持される軸本体と、前記軸本体の先端側に設けられたねじ部とを有し、前記電動式駆動機構の前記伝達部により前記摺動係合部を介して前記軸本体とともに前記ねじ部が軸回転するように構成され、前記弁体は前記弁室後部の保持チャンバーに周方向に回転不能に同軸的に嵌挿された弁体保持軸部に連結保持されており、前記弁体保持軸部はその後部に前記作動軸の前記ねじ部と螺着する螺着部を有し、前記軸本体の回転に伴う前記ねじ部の回動により進退動するとともに、ばね部材により常時弁室側に付勢されていて、前記弁体の後退時又は停止時には、前記作動軸の前記ねじ部の一方向の軸回転により前記ばね部材の付勢力に抗して前記弁体保持軸部を後退又は停止させて、前記弁体を前記弁座から離隔させ、前記弁体の前進時には、前記作動軸の前記ねじ部の他方向の軸回転により前記ばね部材の付勢力とともに前記弁体保持軸部を前進させて、前記弁体を前記弁座に近接させるとともに、前記ばね部材の付勢力によって前記弁体が前記弁座を閉鎖した時には、前記作動軸の前記ねじ部がさらに他方向に軸回転されることにより前記作動軸が後退するように構成されているため、弁体を弁座に対して全閉する力ないし弁座の全閉シール力を維持するためにモータの励磁を維持する必要がなく、弁座を過剰に圧迫することがなく、またこれに伴う問題、すなわち、消費電流の問題のみならずモータの発熱による被制御流体の温度上昇に関連する種々の問題を一挙に解消することができる。さらに、従来のように弁座の全閉の手前で「寸止め」する必要がなくなり、微小流量の制御や流量ゼロからの立ち上げなどのランプ制御が可能となる。
【００１７】
請求項２の考案に係る電動流量調節弁によると、請求項１の考案において、前記電動式駆動機構の前記伝達部と前記作動軸の前記摺動係合部とがスプライン構造からなるため、簡易な構成で伝達部と摺動係合部とを的確に摺動可能に係合させることができる。
【００１８】
請求項３の考案に係る電動流量調節弁によると、請求項２の考案において、前記作動軸の前記摺動係合部が前記電動式駆動機構の前記伝達部より軸方向弁室側に長く形成されているため、作動軸の進退時に伝達部と摺動係合部との係合状態を適切に維持することができる。
【００１９】
請求項４の考案に係る電動流量調節弁によると、請求項１ないし３の考案において、前記電動式駆動機構の後側のハウジング内に、前記電動式駆動機構を貫通した前記作動軸の軸本体後端の進退動を検知するセンサー部が設けられているため、軸本体の進退動が検知しやすくセンサー部の設置の省スペース化が実現できて電動流量調節弁の大型化が回避され、フットプリントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の一実施形態に係る電動流量調節弁の開弁時の縦断面図である。
【図２】図１の電動流量調節弁の弁体前進時の縦断面図である。
【図３】図１の電動流量調節弁の閉弁時の縦断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】伝達部と作動軸の係合状態を表す概略断面図である。
【図６】電動流量調節弁の開弁時の弁体保持軸部と作動軸との連結構造の要部を拡大した部分断面図である。
【図７】電動流量調節弁の弁体前進時の弁体保持軸部と作動軸との連結構造の要部を拡大した部分断面図である。
【図８】電動流量調節弁の閉弁時の弁体保持軸部と作動軸との連結構造の要部を拡大した部分断面図である。
【図９】電動流量調節弁を利用した回路の概略図ある。
【図１０】電動流量調節弁を利用した回路の流量制御のグラフである。
【図１１】従来の電動流量調節弁の開弁時の縦断面図である。
【図１２】図１１の電動流量調節弁の閉弁時の縦断面図である。
【図１３】従来の電動流量調節弁の「寸止め」の制御例を示したグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００２１】
図１〜３に示す本考案の一実施形態に係る電動流量調節弁１０は、主に半導体製造工場や半導体製造装置等の流体管路に配設されるニードル弁であって、電動式駆動機構６０により作動する作動軸７０によってハウジング１１前部の弁室２０内にダイアフラム４５と一体に配置された弁体４０を弁座２５に対して進退させて弁座２５との開度を調節するものである。
【００２２】
電動流量調節弁１０では、ハウジング１１、弁体４０、ダイアフラム４５等の各部が耐食性及び耐薬品性の高い材料で構成される。例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂である。フッ素樹脂は、切削等により所望する形状に容易に加工することができる。また、この電動流量調節弁１０では、純水、アンモニア水、フッ酸、過酸化水素水、塩酸、オゾン水、水素水、酸素水、界面活性剤等の薬液、水素、酸素等のガス等の被制御流体が流通される。
【００２３】
ハウジング１１は、一側に被制御流体の流入部２１を有し、弁座２５を介して他側に被制御流体の流出部２２が形成された弁室２０と、弁室２０の後部側に保持チャンバー３０とを有し、隔壁１２により後述の弁体保持軸部５０と電動式駆動機構６０とが離隔されている。
【００２４】
弁体４０は、ニードル部４１と、ダイアフラム４５とを有し、弁体保持軸部５０に連結保持される。ニードル部４１は、弁体４０の進退により弁座２５を開閉する。ダイアフラム４５は、薄肉の可動膜からなり、弁室２０内を流通する被制御流体の保持チャンバー３０側への浸入を防止する。符号４６はダイアフラム４５を固定するためのダイアフラム固定部材である。
【００２５】
弁体保持軸部５０は、前方に弁体４０を有し、弁室２０後部の保持チャンバー３０に周方向に回転不能に同軸的に進退自在に嵌挿され、かつばね部材５２により常時弁室２０側に付勢されている。また、弁体保持軸部５０は、その後部にらせん状のねじ溝が形成されたねじ穴からなる螺着部５５を有する。弁体保持軸部５０の形状は、例えば、図４に示すような公知のスプライン嵌合構造等が挙げられる。図において、符号５１は保持軸部側（可動側）ばね受け部、５３はハウジング１１の隔壁１２を兼ねた駆動機構側（固定側）ばね受け部である。
【００２６】
電動式駆動機構６０は、モータの駆動により後述する作動軸７０を軸回転させる伝達部６１を有し、適宜の演算装置（図示せず）の制御により作動軸７０の回転方向や回転量等が調節される。電動式駆動機構６０としては、作動軸７０の軸回転を精度良く再現できるものであれば特に限定されず、例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、超音波モータ等が好適に用いられる。実施形態の電動式駆動機構６０は、ステッピングモータである。電動式駆動機構６０に関して、６２は伝達部６１を軸回転させるロータ、６３は配線部である。
【００２７】
作動軸７０は、弁体保持軸部５０と連結されて電動式駆動機構６０の作動により軸回転して弁体４０を進退させるとともに軸方向に進退可能な部材であって、軸本体７１と、ねじ部７５とを有する。なお、図中の符号７６は作動軸７０の前進方向（弁室方向）への移動を所定位置で規制する規制部、７７はハウジング１１の隔壁１２に配置されて規制部７６が当接されるスラストベアリングである。
【００２８】
軸本体７１は、電動式駆動機構６０の伝達部６１に軸方向に摺動可能に係合する摺動係合部７２が形成されて貫通保持される部位である。軸本体７１は、摺動係合部７２が伝達部６１と係合していることから、伝達部６１の回転駆動（軸回転）によりその回転方向と同一方向に軸回転される。また、軸本体７１は、前後端部が電動式駆動機構６０を貫通して伝達部６１により保持されており、電動式駆動機構の後側のハウジング内に設けられたセンサー部１５によって軸方向の進退動が検知されるように構成される。ハウジング１１の後部側にセンサー部１５が配置されることにより、軸本体７１の進退動が検知しやすくなる。また、センサー部１５の設置するスペースを新たに設ける必要がなく、電動式駆動機構６０の後側のスペースを利用することが可能であるため、設置の省スペース化が実現できて電動流量調節弁の大型化が回避され、フットプリントを小さくすることができる。図において、符号７３は作動軸７０の軸本体７１後部に設けられてセンサー部１５に検知される被検知部である。
【００２９】
摺動係合部７２の形状は伝達部６１に対して摺動可能に係合する構成であれば特に限定されない。例えば、図５に示すように、伝達部６１と摺動係合部７２とをスプライン構造とすることが好ましい。スプライン構造は、簡易な構成で伝達部６１と摺動係合部７２とを的確に摺動可能に係合させることができる。また、摺動係合部７２は、伝達部６１より軸方向弁室側に長く形成される。これにより、作動軸７０の軸方向の進退時に伝達部６１と摺動係合部７２との係合状態が適切に維持される。
【００３０】
ねじ部７５は、軸本体７１の先端側に規制部７６を介して設けられたねじ山を有するねじ棒からなり、弁体保持軸部５０の螺着部５５に螺着されて弁体保持軸部５０と作動軸７０とを連結する。このねじ部７５は、電動式駆動機構６０の伝達部６１の回転駆動により摺動係合部７２を介して軸本体７１とともに軸回転するように構成される。また、ねじ部７５は、弁体保持軸部５０の螺着部５５との螺着により、その軸回転の回転方向に応じて、螺着部５５に対して締緩される。
【００３１】
本考案の電動流量調節弁１０では、図６に示すように、弁体４０の後退時又は停止時には、作動軸７０のねじ部７５の一方向（締め付け方向）の軸回転によりばね部材５２の付勢力に抗して弁体保持軸部５０を後退又は停止させて、弁体４０を２５弁座から離隔させる。また、図７に示すように、弁体４０の前進時には、作動軸７０のねじ部７５の他方向（緩め方向）の軸回転によりばね部材５２の付勢力とともに弁体保持軸部５０を前進させて、弁体４０を弁座２５に近接させる。そして、図８に示すように、ばね部材５２の付勢力によって弁体４０が弁座２５を閉鎖した時（閉弁時）には、作動軸７０のねじ部７５がさらに他方向（緩め方向）に軸回転されることにより作動軸７０が後退するように構成されている。
【００３２】
ここで、電動流量調節弁１０の作動について説明する。まず、図１，６に示す弁体４０の後退時、つまり弁座２５の開放（開弁）時では、電動式駆動機構６０により作動軸７０が弁体保持軸部５０の螺着部５５に対して締め付け方向に軸回転される。すなわち、電動式駆動機構６０による伝達部６１の一方向の回転駆動が軸本体７１の摺動係合部７２を介して作動軸７０へ伝達されて、ねじ部７５を軸本体７１とともに締め付け方向へ軸回転させる。
【００３３】
この時、作動軸７０は、規制部７６がスラストベアリング７７に当接されて前進方向への移動が規制されていることから、ねじ部７５が締め付け方向に軸回転することにより、螺着部５５を介して弁体保持軸部５０がばね部材５２の付勢力に抗して後退する。これにより、弁体４０が弁座２５から離隔されて開弁状態となる。また、弁体４０の停止時では、電動式駆動機構６０が作動せず伝達部６１が停止されるため、作動軸７０も停止状態となり、弁体保持軸部５０がばね部材５２の付勢力に抗して停止状態で保持される。
【００３４】
次に、図２，７に示す弁体４０の前進時では、電動式駆動機構６０により作動軸７０が弁体保持軸部５０の螺着部５５に対して緩め方向に軸回転される。すなわち、電動式駆動機構６０による伝達部６１の他方向（反対方向）の回転駆動が軸本体７１の摺動係合部７２を介して作動軸７０へ伝達されて、ねじ部７５を軸本体７１とともに緩め方向へ軸回転させる。この時、弁体保持軸部５０に対してばね部材５２により常時弁室側（前進方向）に付勢力が作用していることから、ねじ部７５が緩め方向に軸回転することによって、螺着部５５を介して弁体保持軸部５０がばね部材５２の付勢力とともに前進する。これにより、弁体４０が弁座２５に近接され、ばね部材５２の付勢力によって弁体４０が弁座２５に当接（閉鎖）されて閉弁状態となる。
【００３５】
上記のように弁体４０が前進して閉弁状態となった場合（閉弁時）、電動式駆動機構６０は継続して伝達部６１を回転駆動させていることから、作動軸７０がさらに緩め方向に軸回転される。この時、ばね部材５２の付勢力により弁体４０が弁座２５に当接されているため、弁体保持軸部５０はそれ以上前進しない。そこで、図３，８に示すように、作動軸７０のねじ部７５が緩め方向に軸回転することにより、作動軸７０が伝達部６１に対して軸方向に後退する。その際、作動軸７０の規制部７６はスラストベアリング７７から離隔される。
【００３６】
図からも理解されるように、ばね部材５２の付勢力によって弁体４０が移動され、弁体４０が弁座２５に当接して弁座２５が閉鎖（閉弁）後に、弁体保持軸部５０が前進せずに作動軸７０自身が後退するということは、閉弁後の電動式駆動機構６０からの回転動が弁体保持軸部５０に伝達されない（作動軸７０の後退動として逃がされる）ことで、弁体４０が閉鎖時に弁座２５に押し込まれず、閉鎖時における弁座２５との衝突や過大な摩擦等が回避ないし緩和されることを意味する。そのため、これらの衝突や摩擦等に伴う問題の発生を一挙に解決することができる。
【００３７】
また、この電動流量調節弁１０では、閉弁後の開弁に際しては、作動軸７０が弁体保持軸部５０に対して通常時より緩められて後退した状態となっており、換言すれば、従来のように弁体４０を弁座２５に対して全閉する力ないし弁座２５の全閉シール力等の押し込む力を維持するためのモータの励磁を維持する必要がない。したがって、これに伴う問題、すなわち、消費電流の問題のみならずモータの発熱による被制御流体の温度上昇に関連する種々の問題を一挙に解消することができる。もちろん、従来のように弁座２５の全閉の手前で「寸止め」する必要がない。さらに、開弁方向の移動、つまり作動軸７０の締め付け方向への回転動は、負荷の無い状態からスタートできるので、微小な流量の開弁制御や流量ゼロからの立ち上げなどのランプ制御が可能となる。
【００３８】
なお、閉弁時に作動軸７０が軸方向に後退した場合、軸本体７１後部の被検知部７３がセンサー部１５に検知されることにより、演算装置に作動軸後退の検知信号が送信されて電動式駆動機構６０が停止するように制御される。また、閉弁状態から弁座２５を開放（開弁）する際には、電動式駆動機構６０により作動軸７０を締め付け方向に軸回転させて後退位置から弁室方向へ前進させる。そして、作動軸７０の規制部７６がスラストベアリング７７当接されて前進方向の移動が規制されることにより、弁体保持軸部５０がばね部材５２の付勢力に抗して後退して、弁体４０が弁座２５から離隔される。
【００３９】
図９は電動流量調節弁１０を利用した回路の概略図であり、図１０にその流量制御のグラフを示す。なお、この例では、電動流量調節弁１０の下流側に開閉弁９０が配置されており、図１０に示すように、開閉弁９０を開放したまま電動流量調節弁１０の開閉により流体の停止を含む流量制御が可能となる。ここでは、開閉弁９０は、緊急時の遮断や当該回路の停止時等に閉弁される。ちなみに、図１３は先述した従来の電動流量調節弁の「寸止め」の制御例を示したグラフであるが、従来の調節弁では寸止めした後に開閉弁によってその閉弁ないし開弁がなされる。
【００４０】
本考案の電動流量調節弁によれば、上に述べたように、弁体の閉鎖時における弁座との衝突等が回避ないし緩和されこれに伴う問題の発生を抑制することができる。のみならず、電動式流量調節弁の弁体の閉鎖時におけるモータへの摩擦力の増大を防止して、脱調を防ぎ、消費電流の問題だけではなく、モータの発熱に伴うプロセスへの悪影響を回避し、さらに弁座の全閉の手前で「寸止め」する必要がなく、微小流量の制御や流量ゼロからの立ち上げなどのランプ制御が可能となるなど、電動流量調節弁の有用性を限りなく拡大するものである。また、作動軸及び弁体保持軸部と作動軸との連結構造の構成が簡便であるため、当該電動流量調節弁の製造が容易となる。
【００４１】
なお、本考案の電動流量調節弁は、前述の実施形態のみに限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、実施形態では作動軸のねじ部をねじ棒とし弁体保持軸部の螺着部をねじ穴としたが、作動軸の先端側にねじ穴を設け、弁体保持部の後側にねじ棒を設けて螺着させる構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上の通り、本考案の電動流量調節弁は、軸回転するとともに軸方向に進退可能な作動軸と弁体保持軸部とが螺着され、ばね部材の付勢力によって閉弁した時には、作動軸が緩め方向に軸回転して作動軸自身が後退するように構成されていることにより、電動流量調節弁の弁体の閉鎖時におけるモータへの摩擦力の増大を防止して、脱調を防ぎ、消費電流の問題だけではなく、モータの発熱に伴うプロセスへの悪影響を回避し、さらに弁座の全閉の手前で「寸止め」する必要がなく、微小流量の制御や流量ゼロからの立ち上げなどのランプ制御が可能となる。そのため、従来の電動流量調節弁の代替品として有望である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    電動流量調節弁
１１    ハウジング
１２    隔壁
１５    センサー部
２０    弁室
２１    流入部
２２    流出部
２５    弁座
３０    保持チャンバー
４０    弁体
４１    ニードル部
４５    ダイアフラム
４６    ダイアフラム固定部材
５０    弁体保持軸部
５１    保持軸部側ばね受け部
５２    ばね部材
５３    駆動機構側ばね受け部
５５    螺着部
６０    電動式駆動機構（ステッピングモータ）
６１    伝達部
６２    電動式駆動機構のロータ
６３    電動式駆動機構の配線部
７０    作動軸
７１    軸本体
７２    摺動係合部
７３    被検知部
７５    ねじ部
７６    規制部
７７    スラストベアリング
９０    開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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